多個 trait bound 與 where

本集目標

學會用 + 組合多個 trait bound，以及用 where 子句讓複雜的 bound 更好讀。

概念說明

第 13 集我們學了 T: Clone，要求 T 必須實作 Clone。但如果你想同時要求 T 實作多個 trait 呢？

多個 trait bound

用 + 把多個 trait bound 串起來：

fn show_clone<T: Clone + std::fmt::Display>(x: &T) {
    let cloned = x.clone();
    println!("原始：{}", x);
    println!("克隆：{}", cloned);
}

fn main() {}

T: Clone + Display 表示 T 必須同時實作 Clone 和 Display。

where 子句

當 trait bound 很長的時候，寫在 <> 裡面會很擠。Rust 提供 where 子句，放在函數簽名後面：

fn show_clone<T>(x: &T)
where
    T: Clone + std::fmt::Display,
{
    let cloned = x.clone();
    println!("原始：{}", x);
    println!("克隆：{}", cloned);
}

fn main() {}

兩種寫法完全等價，只是 where 比較好讀。

where 比角括號更靈活

where 子句的冒號前面不只能放 T，還能放更複雜的東西。比如一個 tuple 型別：

fn clone_pair<T, U>(pair: &(T, U)) -> (T, U)
where
    (T, U): Clone,
{
    pair.clone()
}

fn main() {}

(T, U): Clone 要求 tuple (T, U) 能被 clone。這種寫法只能出現在 where 子句裡，不能放在 <> 裡——這就是 where 更靈活的地方。

範例程式碼

use std::fmt::Display;

// 多個 trait bound：Clone + Display
// clone 一份，印出原始值，然後回傳複製品
fn clone_and_show<T: Clone + Display>(x: &T) -> T {
    println!("複製了：{}", x);
    x.clone()
}

// 用 where 子句：有時候比較好讀
fn show_pair<T, U>(a: &T, b: &U)
where
    T: Display,
    U: Display,
{
    println!("a = {}, b = {}", a, b);
}

fn main() {
    // 多個 trait bound
    let cloned = clone_and_show(&42);
    println!("拿到的複製品：{}", cloned);

    let cloned2 = clone_and_show(&String::from("hello"));
    println!("拿到的複製品：{}", cloned2);

    // where 子句
    show_pair(&10, &"world");
}

where 還能用在哪裡

where 不只能用在函數上。其他很多會用到泛型的地方也都能用 where，例如 impl 區塊：

impl<T> Pair<T>
where
    T: Clone + Display,
{
    // 方法定義
}

此外，where 也能出現在 struct、enum 和 trait 的定義上。目前知道就好了，之後需要用到的時候自然會想起來。

重點整理

• 用 + 組合多個 trait bound：T: Clone + Display
• where 子句是另一種寫 trait bound 的方式，更好讀
• where 比角括號更靈活，冒號前面可以放 tuple 等複雜型別（如 (T, U): Clone）
• where 不只能用在函數上，impl、struct、enum、trait 等能用泛型的地方都能用